Studiul comutației hibride

Tehnici moderne în comutația de putere de joasă tensiune

( comutația hibridă )

Aparatele electrice de comutație servesc la închiderea și deschiderea circuitelor electrice, realizând sau suprimând legăturile electrice dintre bornele aparatelor, mașinilor sau echipamentelor electrice.

Aparatele de conectare se consideră automate când cel puțin una dintre acționări poate avea loc automat. De obicei deschiderea este automată (eventual comandată de către protecții) iar închiderea este fie automată fie comandată manual. Din categoria echipamentelor automate de conectare la joasă tensiune fac parte:

- contactoarele electromagnetice,

- contactoarele statice,

- contactoare hibride,

- releele intermediare.

Cerințele camerelor de stingere:

- Durata minimă de ardere a arcului electric;

- Energie minimă disipată;

- Consum minim de materiale active;

- Efecte secundare reduse;

- Pret de cost mic;

- Cheltuieli de exploatare mici

Soluții pentru deconectare fără arc electric:

- Completarea aparatelor electrice tradiționale cu accesorii (comutația sincronizată, hibridă)

- Comutația statică (modificarea comandata a unei impedanțe/rezistențe)

Comutația hibridă

Contactorul hibrid este un ansamblu de 2 contactoare - electromagnetic și static, combinând avantajele fiecărui tip. Sunt utilizate pentru curenți intenși, fiind compuse din elemente semiconductoare pentru preluarea regimului tranzitoriu la închidere și un contactor electromagnetic pentru poziția închis (în regim permanent).

Principial, secvența de manevră este următoarea:

- comutația circuitului o asigură contactorul static; în acest fel nu apare arcul electric și deci se înlătură fenomenele de uzură electrică produse de acesta;

- poziția închis este asigurată de contactorul electromagnetic (curentul trece prin contactele contactorului electromagnetic) pierderile fiind mult reduse în raport cu pierderile în conducție prin elementele semiconductoare.

Schema de principiu pentru un contactor monofazat cu comutatie hibrida la deconectare este prezentă în figura 4. Comanda trecerii în conducție a tiristoarelor T1 sau T2 în funcție de polaritatea momentană a sursei alternative de alimentare a circuitului u(t), se realizează cu ajutorul transformatorului de curent TC cu doua înfășurari secundare, N1 și N2, al carui primar este chiar calea de curent a aparatului de comutație.

De remarcat că prin apăsarea butonului de oprire O se întrerupe alimentarea bobinei electromagnetului de acționare EMA astfel încât, după deschiderea contactului principal K și preluarea conducției prin unul din tiristoare, înfășurarea primară a transformatorului de curent TC nu mai este parcursă de curent și după o semiperioadă, intervine întreruperea alimentării consumatorului Zs.

Evoluția în timp a mărimilor caracteristice ( tensiunea sursei, curentul din circuitul de sarcină, curentul care parcurge tiristorul T1, tensiunea la bornele contactului care se deschide) sunt indicate in figura 4.b, momentul t1 corespunzând închiderii contactelor aparatului iar intervalul de timp t3 - t4 reprezentând durata conducției tiristorului.